折射和透視的基本規(guī)律折射和透視的基本規(guī)律一、折射的基本規(guī)律1.折射現(xiàn)象：光線從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，其速度發(fā)生改變，導(dǎo)致光線改變傳播方向的現(xiàn)象。2.斯涅爾定律：光線在介質(zhì)界面發(fā)生折射時(shí)，入射角和折射角之間滿足正弦定律，即$\frac{\sini}{\sinr}=\frac{n_1}{n_2}$，其中$i$為入射角，$r$為折射角，$n_1$和$n_2$分別為兩種介質(zhì)的折射率。3.折射率的定義：折射率是描述介質(zhì)對(duì)光線傳播速度影響的物理量，定義為光線在真空中的速度與光線在介質(zhì)中的速度之比。4.全反射現(xiàn)象：當(dāng)光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，入射角大于臨界角時(shí)，光線在介質(zhì)界面上發(fā)生全反射，不進(jìn)入光疏介質(zhì)。5.臨界角的定義：當(dāng)入射角等于臨界角時(shí)，折射角為90°，此時(shí)光線剛好發(fā)生全反射。臨界角公式為$c=\arcsin(\frac{n_2}{n_1})$。二、透視的基本規(guī)律1.透視現(xiàn)象：在平面繪畫中，由于人眼觀察物體時(shí)的視角和距離變化，物體在畫面上的大小和形狀會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。2.線性透視：線性透視是指在畫面上，平行于視平線的直線在遠(yuǎn)近物體中保持平行關(guān)系。線性透視的基本規(guī)律包括：a.近大遠(yuǎn)小：物體離觀察者越近，在畫面上顯得越大；物體離觀察者越遠(yuǎn)，在畫面上顯得越小。b.近長(zhǎng)遠(yuǎn)縮：物體離觀察者越近，其在畫面上的長(zhǎng)度相對(duì)于實(shí)際長(zhǎng)度縮小；物體離觀察者越遠(yuǎn)，其在畫面上的長(zhǎng)度相對(duì)于實(shí)際長(zhǎng)度放大。c.近寬遠(yuǎn)窄：物體在畫面上的寬度在遠(yuǎn)離觀察者時(shí)逐漸變窄。3.空氣透視：空氣透視是指由于大氣中的氣溶膠和水分對(duì)光線的散射作用，使得遠(yuǎn)處的物體顯得模糊，顏色變淺。空氣透視的基本規(guī)律包括：a.遠(yuǎn)近對(duì)比：遠(yuǎn)處的物體與近處的物體在畫面上形成對(duì)比，遠(yuǎn)處的物體顯得模糊、顏色較淺。b.色彩透視：遠(yuǎn)處的物體色彩逐漸變淡，失去飽和度。c.光線的衰減：光線在傳播過程中逐漸衰減，導(dǎo)致遠(yuǎn)處的物體顯得較暗。4.空間透視：空間透視是指由于觀察者與物體之間的空間關(guān)系，使得物體在畫面上的大小、形狀和顏色發(fā)生變化。空間透視的基本規(guī)律包括：a.近大遠(yuǎn)小：物體離觀察者越近，在畫面上顯得越大；物體離觀察者越遠(yuǎn)，在畫面上顯得越小。b.近長(zhǎng)遠(yuǎn)縮：物體離觀察者越近，其在畫面上的長(zhǎng)度相對(duì)于實(shí)際長(zhǎng)度縮小；物體離觀察者越遠(yuǎn)，其在畫面上的長(zhǎng)度相對(duì)于實(shí)際長(zhǎng)度放大。c.近寬遠(yuǎn)窄：物體在畫面上的寬度在遠(yuǎn)離觀察者時(shí)逐漸變窄。d.近實(shí)遠(yuǎn)虛：物體離觀察者越近，其在畫面上的形狀越清晰；物體離觀察者越遠(yuǎn)，其在畫面上的形狀越模糊。5.視覺中心：在繪畫作品中，視覺中心是指畫面上最能吸引觀眾注意力的部分。視覺中心通常位于畫面的黃金分割線或畫面中的重要元素上。6.視覺引導(dǎo)：視覺引導(dǎo)是指通過線條、形狀、顏色等元素在畫面上的分布和組合，引導(dǎo)觀眾的視線按照一定的順序移動(dòng)。知識(shí)點(diǎn)：__________習(xí)題及方法：一、折射現(xiàn)象1.習(xí)題：光線從空氣（折射率$n_1=1$）進(jìn)入水（折射率$n_2=1.33$），若入射角為$30°$，求折射角。答案：根據(jù)斯涅爾定律，$\frac{\sin30°}{\sinr}=\frac{1}{1.33}$，解得$\sinr\approx0.75$，折射角$r\approx48.59°$。解題思路：應(yīng)用斯涅爾定律，注意將角度轉(zhuǎn)換為弧度制進(jìn)行計(jì)算。2.習(xí)題：光從光密介質(zhì)（折射率$n_1=1.5$）進(jìn)入光疏介質(zhì)（折射率$n_2=1.0$），若入射角為$60°$，是否會(huì)發(fā)生全反射？答案：臨界角$c=\arcsin(\frac{1.0}{1.5})\approx41.81°$，因?yàn)槿肷浣谴笥谂R界角，所以會(huì)發(fā)生全反射。解題思路：應(yīng)用臨界角公式，比較入射角與臨界角的大小。二、透視現(xiàn)象3.習(xí)題：在一幅畫中，一條直線在前景的物體中與地面成$30°$角，在遠(yuǎn)景的物體中與地面成$15°$角，若地面水平，求前景與遠(yuǎn)景物體的比例。答案：由于線性透視，$\frac{前景物體長(zhǎng)度}{遠(yuǎn)景物體長(zhǎng)度}=\frac{\sin15°}{\sin30°}\approx0.58$。解題思路：應(yīng)用線性透視的規(guī)律，將角度轉(zhuǎn)換為弧度制進(jìn)行計(jì)算。4.習(xí)題：一個(gè)立方體在距離觀察者$2m$的地方，畫在畫布上，其長(zhǎng)為$4cm$，求畫布與立方體的實(shí)際距離。答案：由于近大遠(yuǎn)小，$\frac{畫布上的長(zhǎng)}{實(shí)際長(zhǎng)}=\frac{2m}{實(shí)際距離}$，解得實(shí)際距離約為$8m$。解題思路：應(yīng)用近大遠(yuǎn)小的透視規(guī)律。5.習(xí)題：在畫布上，一個(gè)圓形的物體與畫面邊緣的距離是它直徑的一半，若這個(gè)圓形物體距離觀察者$3m$，求觀察者與畫布的距離。答案：由于近寬遠(yuǎn)窄，$\frac{畫布上的直徑}{實(shí)際直徑}=\frac{3m}{實(shí)際距離}$，解得實(shí)際距離約為$6m$，因此觀察者與畫布的距離約為$9m$。解題思路：應(yīng)用近寬遠(yuǎn)窄的透視規(guī)律。6.習(xí)題：在一幅畫中，一盞燈在遠(yuǎn)處，一個(gè)球體在燈的正前方，畫出球體在畫面上的陰影。答案：由于空氣透視和空間透視，球體的陰影會(huì)變淡，且隨著球體離燈越遠(yuǎn)，陰影越寬。解題思路：應(yīng)用空氣透視和空間透視的規(guī)律。7.習(xí)題：一個(gè)立方體在畫面中，其一個(gè)角指向觀察者，求該立方體在畫面上的透視形狀。答案：由于空間透視，立方體在畫面上呈現(xiàn)近實(shí)遠(yuǎn)虛的效果，角指向觀察者的面顯得更清晰。解題思路：應(yīng)用空間透視的規(guī)律。8.習(xí)題：在畫面中，兩個(gè)物體分別位于視覺中心的兩側(cè)，求觀眾的視線首先停留在哪個(gè)物體上。答案：觀眾的視線首先停留在位于視覺中心的物體上。解題思路：應(yīng)用視覺中心和視覺引導(dǎo)的規(guī)律。其他相關(guān)知識(shí)及習(xí)題：一、光的傳播與反射1.習(xí)題：一束平行光射向一個(gè)半球面，求出反射光線的分布。答案：根據(jù)反射定律，入射角等于反射角，反射光線將沿與入射光線相同的角度反射，形成一個(gè)與入射光線對(duì)稱的反射光帶。解題思路：應(yīng)用反射定律，理解光線的對(duì)稱反射現(xiàn)象。2.習(xí)題：一束光線從空氣垂直射向水面，求反射光線和折射光線的方向。答案：反射光線依然垂直于水面，折射光線按照斯涅爾定律的方向偏折。解題思路：應(yīng)用垂直入射時(shí)的反射和折射定律。二、光的折射與全反射3.習(xí)題：一束光從水射向空氣，若入射角為$45°$，求折射角。答案：根據(jù)斯涅爾定律，$\frac{\sin45°}{\sinr}=\frac{1.33}{1}$，解得$\sinr\approx0.34$，折射角$r\approx20.45°$。解題思路：應(yīng)用斯涅爾定律，注意折射率的大小關(guān)系。4.習(xí)題：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，若入射角大于臨界角，求折射角。答案：由于全反射，折射角為$90°$。解題思路：應(yīng)用全反射的條件和結(jié)果。三、透視的規(guī)律與畫面的構(gòu)成5.習(xí)題：在一幅畫中，一個(gè)物體在視平線上方，求其在畫面上的位置。答案：物體在畫面上的位置會(huì)因其在視平線上的位置而有所變化，根據(jù)空間透視的規(guī)律進(jìn)行繪制。解題思路：應(yīng)用空間透視的規(guī)律，理解視平線對(duì)物體位置的影響。6.習(xí)題：在畫面中，如何安排元素以引導(dǎo)觀眾的視線？答案：通過視覺引導(dǎo)的規(guī)律，合理安排元素的位置和方向，引導(dǎo)觀眾的視線。解題思路：應(yīng)用視覺引導(dǎo)的規(guī)律，考慮畫面元素的布局。7.習(xí)題：在一幅畫中，如何確定視覺中心？答案：通過觀察者的視角和距離，確定視覺中心的位置。解題思路：應(yīng)用視覺中心的規(guī)律，考慮觀察者的視角和距離。8.習(xí)題：在一幅畫中，如何表現(xiàn)遠(yuǎn)近關(guān)系？答案：通